Виды гидроусилителей (стр. 1 из 4)

РЕФЕРАТ

По курсу «Гидроприводы и гидромоторы»

Тема: «Виды гидроусилителей»

Содержание

1. Принцип действия и области применения

2. Классификация гидроусилителей

3. Типы гидроусилителей

4. Чувствительность, точность и устойчивость гидроусилителей

Список литературы

1. Принцип действия и области применения

Гидроусилитель - совокупность гидроаппаратов и объемных гидродвигателей, в которой движение управляющего элемента преобразуется в движение управляемого элемента большей мощности, согласованное с движением управляющего элемента по скорости, направлению и перемещению.

Следящим называется регулируемый гидропривод, в котором скорость движения выходного звена изменяется по определенному закону в зависимости от задающего воздействия на звено управления. Выходное звено — это обычно шток гидроцилиндра или вал гидромотора, а звено управления — устройство, на которое подается управляющий сигнал. Название такого привода - "следящий Гидроусилитель" или "следящий гидропривод" - обоснованы тем, что выход такого гидроусилителя автоматически устраняет через обратную связь возникающее рассогласование между управляющим воздействием (входным сигналом) и ответным действием (выходным сигналом).

В большинстве случаев использования следящего гидропривода к функциям слежения добавляются также функции усиления управляющего сигнала по мощности, поэтому следящий гидропривод часто называют гидроусилителем. Гидравлические следящие приводы нашли широкое применение в различных отраслях техники и в особенности в системах управл6ения современными транспортными машинами, включая автомашины, морские суда, самолеты и прочие летательные аппараты.

Следящий гидропривод применяют в тех случаях, когда непосредственное ручное управление той или иной машиной является для человека непосильным (на самолетах кораблях тяжелых автомобилях и тракторах, строительнодорожных и других машинах, а такжё в системах гидроавтоматики металлорежущих станков).

Принцип работы следящего привода заключается в следующем. Изменение условий работы машины или параметров технологического процесса вызывает перемещение задающего устройства, которое создает рассогласование в системе. Сигнал рассогласования воздействует на усилитель, а через него и на исполнительный механизм. Вызванное этим сигналом перемещение исполнительного механизма через обратную связь устраняет рассогласование и приводит всю систему в исходное положение.

Блок-схема следящего привода (рис.1) состоит из следующих основных элементов:

задающего устройства ЗУ, которым формируется сигнал управления, пропорциональный требуемому перемещению исполнительного механизма (датчики, реагирующие на изменение условий работы или параметров технологического процесса);сравнивающего устройства СУ, или датчика рассогласования, устанавливающего соответствие сигнала воспроизведения, поступающего от исполнительного механизма, сигналу управления; усилителя У, которым производится усиление мощности сигнала управления за счет внешнего источника энергии ВИЭ;

исполнительного механизма ИМ, которым перемещается объект управления и воспроизводится программа, определяемая задающим устройством;

обратная связь ОС, которой исполнительных механизм соединен со сравнивающим устройством или с усилителем. Обратная связь является отличительным элементом следящего привода.

Рис.1. Блок-схема следящего привода

Величина x = f (t) (перемещение или скорость), сообщаемая задающим устройством сравнивающему устройству, называется "входом", а y = φ (t)(перемещение или скорость), воспроизведенная исполнительным механизмом, - "выходом". Разность (x - y) = ε называется ошибкой слежения или рассогласования системы.

Рассмотрим работу следящего привода на примере принципиальной схемы рулевого управления автомобиля (рис.2).

Рис.2. Принципиальная схема следящего рулевого привода автомобиля: 1 - насос (внешний источник энергии); 2 - втулка усилителя; 3 - обратная связь; 4 - исполнительный механизм; 5 - золотник усилителя; 6 - винт; 7 - рулевое колесо (задающее устройство)

При прямолинейном движении автомашины все элементы системы рулевого управления находятся в исходном положении. Жидкость из насоса 1 поступает к гидроусилителю золотникового типа. Золотник 5 усилителя занимает нейтральное положение, а в обеих полостях исполнительного механизма 4 установилось одинаковое давление. При необходимости изменить направление движения автомобиля водитель поворачивает рулевое колесо 7. Связанный с рулевым колесом винт 6 перемещает золотник усилителя на величину x, вызывая рассогласование в системе. При этом проходные сечения одних рабочих окон усилителя уменьшаются, а других увеличиваются. Это создает перепад давлений у исполнительного механизма, а его поршень приходит в движение, перемещаясь на величину y и поворачивая колеса автомобиля. Одновременно через обратную связь 3 движение поршня передается на втулку 2 усилителя. Совокупность 2 и 3 является сравнивающим устройством. Втулка перемещается в том же направлении, что и золотник 5 до тех пор, пока рассогласование в гидросистеме, вызванное поворотом рулевого колеса, не будет устранено. При непрерывном вращении водителем рулевого колеса поршень со штоком будет также непрерывно перемещаться, вызывая соответствующий поворот колес. При этом небольшие усилия водителя, прикладываемые к рулевому колесу, гидроприводом преобразуются в значительные усилия на штоке поршня, необходимые для управления автомобилем.

Схема простейшёго следящего гидропривода поперечной подачи суппорта копировального токарного станка показана на рас. 3. Суппорт 5 объединен с выходным звеном гидропривода — подвижным корпусом 4гидроцилиндра, в котором размещено также звено управления — золотниковый гидрораспределитель 9. Поршень 7 гидроцилиндра закреплен на корпусе 6 суппорта. Припродольной подаче суппорта щуп 2 скользит по копиру 3и смещает гидрораспределитель, который открывает доступ жидкости из подводящей гидролинии 1 в большую полость 8 гидроцилиндра. Это вызывает смещение корпуса 4 с закрепленным на нем резцом, повторяющее смещение гидрораспределителя. Приэтом щель, соединявшая полость 8 с подводом 1 перекрывается, чем осуществляется прямая обратная связь выходного и задающего звеньев. Она восстанавливает равновесие в системе после исполнения управляющего сигнала. Непрерывное протекание процессов рассогласования и восстановления представляет слежение выходного звена закомандой задающего.

Схема широко распространенного гидроусилителя с рычажной связью между звеньями показана на рис. 3.1. В нем выходному звену, штоку 6, сообщаются движения, согласованные с определенной точностью с перемещением звена управления, Тяги 2, при требуемой усилении входной мощности.

Для обеспечения сложения выходного звена 6за перемещёнием звена управления 2 обычно применяют отрицательную обратную связь, передающую движения выходного звена на звено управления для уменьшения, управляющего сигнала. Действие этойсвязи сводится к тому, что движение звена управления в сторону открытия расходных окон распределителя - 5 вызывает движение выходного звена, направленное на их закрытие.

Обратная связь в схеме, представленной на рис. 3.1, осуществляется с помощью дифференциального рычага 7, охватывающего распределитель (звено управления) 5 и поршень гидродвигателя 3со штоком 6 (выходное звено). При перемещении тяги 2, связанной с ручкой управления, перемещается точка 1 дифференциального рычага 7, о которым связаны штоки силового цилиндра 4 и распределителя 5. Так как силы, противодействующие смещению золотника распределителя, несравненно меньше соответствующих сил, действующих в системе силового поршня 3, точку 6 штока можно рассматривать в начале движения тяги 2 как неподвижную, ввиду чего перемещение тяги вызовет через рычаг 7 смещение золотника распределителя 5. В результате при смещении его из центрального положения на величину превышающую перекрытие (m -t)/2 (рис. 3.66, а), жидкость поступит в соответствующую полость цилиндра 4, что вызовет перемещение поршня 3(а, следовательно, и движение точки 8 выходного звена б) на некоторое расстояние, пропорциональное перемещению тяги 2.

Рис. 3. Схема следящего гидропривода копировального станка,

Рис. 3.1. Схема гидроусилителя с механической обратной связью

Если движение тяги 2 прекратится, продолжающий перемещаться поршень 3 сообщит через рычаг 7 золотнику распределителя 5 перемещение, противоположное тому, которое он получал до этого при смещении тяги 2. При атом расходные окна распределителя будут в результате обратного движения его плунжера постепенно прикрываться, скорость поршня 3 будет уменьшаться до тех пор, пока золотник не придет в положение, при котором окна распределителя полностью перекроются и движение поршня прекратиться. При смещении золотника распределителя в противоположную сторону движение всех элементов регулирующего устройства происходит в обратном направлении.

В действительности отдельных (ступенчатых) этапов движения управляющего и выходного звеньев рассматриваемого следящего привода не существует, а оба движения протекают почти одновременно, т. е. имеется не ступенчатое, а непрерывное слежение исполнительным механизмом за перемещением звена управления. После того как выходной сигнал, переданный через обратную связь, становится равным управляющему сигналу, питание гидродвигателя прекращается.